探讨工程地质勘察中地基处理原则以及桩基形式

文/黄锋、赵亮 四川省川建勘察设计院 四川成都 610017

探讨工程地质勘察中地基处理原则以及桩基形式

文/黄锋、赵亮 四川省川建勘察设计院 四川成都 610017

基于工程地质勘察与施工存在的问题，结合建筑工程实例，在简要阐述地基处理原则的基础上，提出了五种地基处理桩基形式，并通过试验验证，工程中所用的复合地基可很好满足承载力需求。

工程地质勘察；地基处理原则；桩基形式

开展工程地质勘察的主要目的在于为工程设计与施工提供可靠的地质依据，由于工程地质条件复杂多变，使得工程施工会受到多方面因素的影响，施工中可能会出现一些问题。因此，为确实施工质量，应在严格按照工程地基处理基本原则的基础上，全面分析各种实际问题，并制定有效的解决方案，再结合工程的实际情况，选出最佳的桩基形式，从而为工程施工的顺利开展奠定坚实的基础。

1、工程地质勘察与施工存在的问题

1.1 工程地质勘察问题

开展工程地质勘察的主要目的在于为工程设计与施工提供可靠的地质依据，然而由于岩溶等地区的岩石起伏相对较大，岩石出露不具备严格意义上的连续性与规律性，表面岩层较为脆弱。以某建筑工程为例，使用传统的地质钻探技术实施勘察存在很大的难度，不能很好的反映出岩溶等实际情况，所以根本无法满足设计与施工要求，导致在工程施工过程中还要对工程场地进行复勘，为地基处理工作以及桩基方案选择等都带来了一定影响，不仅影响工期，还会增大成本。由此可见，面对岩溶地质，单一运用传统的钻探技术是远远不够的，还要与其他勘察技术相结合，起到互相支持、互相认证的效果。对于该建筑工程而言，可以使用电法、电磁法对基岩的埋深进勘探，同时运用跨孔电磁波计算机层析成像技术对地下的洞穴进行勘探。在此基础上配合使用传统的钻探技术，可将一部分孔进行加深，形成电磁波的接收与发生井，从而实现从点到面的全面探查模式。

1.2 工程施工问题

由于岩溶等地质形态的存在，使得工程施工经常面临以下问题：

钻探与地基处理钻孔过程中，会出现渗漏、卡钻、掉钻以及偏孔等问题；

在相同的承台上，桩长存在极大的差距，数米至数十米不等；

钻孔、桩基施工以及人工挖孔的见岩均不相同；

（4）偶见超长桩；

（5）人工挖孔桩发生涌水等情况；

（6）静压预制管桩存在较大的断桩几率，最大时可以达到30%左右；

（7）地面不同程度塌陷，周边建筑沉降、开裂等。

2、地基处理基本原则

依据地质勘察结果对工程地基整体情况进行评价，如果评价无法满足稳定性需求，则需在施工前对地基进行适当的处理。就本工程而言，地基中存在对稳定性造成直接干扰的岩溶洞隙，结合深入勘察结果，对勘察到的主要信息，包括位置、规格、埋深等进行综合分析，遵循因地制宜理念，得出以下几种处理措施：

针对小洞口洞隙，主要使用镶补法或嵌塞法；

针对大洞口洞隙，可使用梁、拱等结构进行跨越；

若围岩不稳定且存在破碎岩体，则需采用灌浆法进行加固；

如果洞隙规模相对较大，可采取柱距调整等方法予以处理。

3、工程地基桩基形式

3.1 冲孔灌注桩

冲孔灌注桩如图1所示。此桩基形式主要适用于岩溶较发育，且溶洞层数较多的地基，桩基可以透过上层溶洞的顶板，直到溶洞下层。现场施工人员可根据冲击声响得出顶板的实际厚度，据此推算出桩基是否已经接近持力层。为确保桩基施工质量，应先进行超前钻探，以明确洞穴的实际情况，然后将冲击钻深入到岩层当中。如果地基中存在规模较大的溶洞，则不能该桩基形式，以免造成混凝土大量流失等情况。由于冲孔主要依靠钻头重力进行成孔，所以这种桩基形式还能在开口裂隙较多的情况中使用，施工过程中应注意桩孔的垂直度。

图1 冲孔灌注桩

3.2 钻孔桩

钻孔桩直径相对较大，受力形式清晰，施工简便，主要适用在大荷载、存在孤石且岩溶表面较不平整的地基。这种桩基形式可以透过孤石和夹层，桩基顶端与持力层直接相连，而且桩端也具有相对较好的嵌岩性。但这种桩基形式不能使用在裂处较多的岩溶地质中，这是因为桩基施工过程中容易出现卡钻等情况，甚至还会出现孔斜等问题。

3.3 预应力管桩

此桩基形式主要适用在存在淤泥、流砂等地基，压桩过程中所用的预应力管桩不会受到以上因素的干扰，并且其单桩承载力可通过压力表读出，因此整个施工过程的承载力情况都较为直观，现场施工人员十分容易掌握，但这种桩基形式在土岩较为软弱的位置容易发生断桩等问题，施工中应给予充分关注。

3.4 群桩

如果岩溶的表面较为复杂，覆盖一定厚度的沙土且运用以上桩基形式均无法达到预期目标时，则可以运用群桩形式，此桩基在复杂地质条件中的应用较为广泛。群桩桩端并不完全支撑在岩层表面上，只有其压力泡会直接覆盖在基层表面上，存在质地坚硬的下卧层就可以满足相应的设计与施工要求，通过这样的方式，可以很好的规避复杂地质情况下带来的多种风险和危害，从而进一步保证桩基施工安全。

3.5 复合地基

如果建筑的荷载程度较低，其存在较多土洞，运用复合地基可以有效避免直接采用自然地基所出现的大部分问题，包括不均匀沉降与承载力等。复合地基中，局部土体会被换位其他增强体，由地基土承担上层主要载荷，本建筑工程采用的就是这种地基处理形式，所选增强体为深层搅拌桩，地基施工完成以后开展压板载荷试验，此复合地基在正常条件下的承载力为220kPa，完成符合设计与施工要求。

4、结束语

地基是工程的重要基础，是决定工程整体质量的关键因素。由于地质条件复杂多变，地质勘察与施工过程中很容易出现各类问题。为此，应对工程地基处理的原则进行明确，在此基础上结合工程的实际情况与具体要求，选出一种适宜的桩基形式，并在施工中加强管理，优化组织设计，确保发挥出所选桩基形式的最佳效能，从而为工程建设提供可靠的基础。

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